工业控制组态及现场总线技术

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《工业控制组态及现场总线技术》 6CAN总线的基本概念和技术标准

《工业控制组态及现场总线技术》 6CAN总线的基本概念和技术标准
来自一、总线的基本概念和技术标准
总线概念和报文格式
位仲裁
CAN总线以报文为单位进行数据传送,报文的优先级结合在11位标识符中,具有最低二进制数的标识符有最高的优先级。这种 优先级一旦在系统设计时被确立后就不能再被更改。总线读取中的冲突可通过位仲裁解决。当几个站同时发送报文时,站1的报 文标识符为011111;站2的报文标识符为0100110;站3的报文标识符为0100111。所有标识符都有相同的两位01,直到第3位进 行比较时,站1的报文被丢掉,因为它的第3位为高,而其它两个站的报文第3位为低。站2和站3报文的4、5、6位相同,直到第 7位时,站3的报文才被丢失。注意,总线中的信号持续跟踪最后获得总线读取权的站的报文。在此例中,站2的报文被跟踪。这 种非破坏性位仲裁方法的优点在于,在网络最终确定哪一个站的报文被传送以前,报文的起始部分已经在网络上传送了。所有 未获得总线读取权的站都成为具有最高优先权报文的接收站,并且不会在总线再次空闲前发送报文。 CAN具有较高的效率是因为总线仅仅被那些请求总线悬而未决的站利用,这些请求是根据报文在整个系统中的重要性按顺序处 理的。这种方法在网络负载较重时有很多优点,因为总线读取的优先级已被按顺序放在每个报文中了,这可以保证在实时系统 中较低的个体隐伏时间。对于主站的可靠性,由于CAN协议执行非集中化总线控制,所有主要通信,包括总线读取 (许可)控制, 在系统中分几次完成。这是实现有较高可靠性的通信系统的唯一方法。
一、总线的基本概念和技术标准
总线概念和报文格式
CAN总线概念
一、总线的基本概念和技术标准
总线概念和报文格式
CAN总线概念
应答场(ACK)包括应答位和应答分隔符。发送站发送的这两位均为隐性电平(逻 辑1),这时正确接收报文的接收站发送主控电平(逻辑0)覆盖它。用这种方法, 发送站可以保证网络中至少有一个站能正确接收到报文。报文的尾部由帧结束 标出。在相邻的两条报文间有一很短的间隔位,果这时没有站进行总线存取, 总线将处于空闲状态。

《工业控制组态与现场总线技术》 电子课件 4

《工业控制组态与现场总线技术》 电子课件 4
SOFT PN IO
作为IO控制器,用于运行编程器或PC的通讯软件。
STEP7
用于已有的PROFIBUS进行传统方式组态PROFINET。
一、工业以太网的组态
3.PN IO 组态
PROFINET IO的IO现场设备在PROFINET上有着相同的等级,在网络组态时 分配给一个IO控制器。现场IO设备的文件描述定义在GSD(XML)文件。
一、工业以太网的组态
1. PROFINET IO概述
1. 导入GSD文件,并在Step7中进行硬件组态 2. 编写相关程序,下载到IO 控制器中 3. IO控制器和IO设备自动的交换数据 本例设备简介
一、工业以太网的组态
1. PROFINET IO概述
上图中的硬件组成:
PROFINET是一种用于工业自动化领域的创新、开放式以太网标准(IEC61158)。使用PROFINET,设备可以从现场级连接到管理级。 PROFINET用于自动化的开放式工业以太网标准。 PROFINET基于工业以太网。 PROFINET采用TCP/IP和IT标准。 PROFINET是一种实时以太网。 PROFINET实现现场总线系统的无缝集成。 通过PROFINET,分布式现场设备(如现场IO设备,例如信号模板)可直接连接到工业以太网,与PLC等设备通讯。并且可以达到与现场总线相同或更优越 的响应时间,在使用Step7 进行组态的过程中,这些现场设备(IO device, IO设备)制定由一个中央控制器(IO controller, IO控制器)。借助于具有 PROFINET的能力接口或代理服务器,现有的模板或设备仍可以继续使用,从而保护PROFIBUS用户的投资。在PROFINETIO中,IE/PB LINK PN IO所连接 的每一个PROFIBUS-DP从站,都可看作为PROFINET IO 设备。 IO Supervisor(IO 监视设备)用于HMI和诊断。 在PROFINET的结构中,PROFINET IO是一个执行模块化,分布式应用的通讯概念。PROFINET IO能从人们所熟悉的PROFIBUS一样,创造出自动化的解决 方案。所以不管组态PROFINET IO或PROFIBUS,在STEP7中的有着相同的应用程序外观。
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工业控制组态及现场总线技术
工业控制组态(Industrial Control Configuration)和现场总线技术(Fieldbus Technology)是现代工业自动化领域中的两个重要概念,它们在工业过程控制和自动化系统中扮演着关键的角色。

工业控制组态:
工业控制组态是指在自动化系统中通过软件工具进行控制系统的配置和参数设置。

它包括了如下几个方面:
1.PLC编程:使用可编程逻辑控制器(PLC)进行逻辑和功能块的编程,从而实现对工业过程的控制。

2.HMI设计:人机界面(HMI)的设计,通过图形化界面展示控制系统的运行状态,使操作人员能够直观地监控和控制工业过程。

3.SCADA系统:监控和数据采集系统的配置,用于实时监测和记录工业系统中的各种参数。

4.报警和事件管理:设置报警和事件处理规则,确保及时发现和响应系统异常。

5.通信配置:配置控制系统中各个组件之间的通信方式,确保各设备之间的信息交流。

现场总线技术:
现场总线技术是一种用于连接现场设备(传感器、执行器等)和控制系统的通信协议和架构。

它的主要目的是减少布线复杂
性、提高设备之间的通信效率,并支持实时数据传输。

常见的现场总线技术包括:
1.Profibus:一种用于工业自动化的现场总线标准,支持高速
数据传输和实时通信。

2.Modbus:一种串行通信协议,广泛应用于工业控制系统中,特别是在PLC和外部设备之间的通信。

3.DeviceNet:一种用于自动化设备之间通信的工业现场总线,主要应用于低层次的设备连接。

4.CANopen:基于CAN总线的开放式通信标准,广泛应用于
机器控制和自动化领域。

5.Ethernet/IP:基于以太网的工业自动化通信协议,支持实时
数据传输和工业以太网的特性。

通过使用现场总线技术,工业控制系统可以更灵活地配置和连接各种设备,实现数据的高效传输和实时控制。

这有助于提高系统的可扩展性、可维护性和性能。

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